Паттерны для идемпотентности в микросервисах: Как избежать дублирования запросов?

В последние годы мир разработки программного обеспечения претерпел значительные изменения, и микросервисы стали одним из самых популярных архитектурных подходов. Но как и в любой системе, здесь есть свои подводные камни. Одним из таких подводных камней является идемпотентность — фундаментальное свойство, которое нужно понимать и использовать правильно. В этой статье мы погрузимся в мир паттернов идемпотентности, обсудим, почему они важны, и как их реализация может существенно улучшить надежность ваших микросервисов.

Что такое идемпотентность?

Идемпотентность — это свойство функций, при котором повторное выполнение одной и той же операции не изменяет результат. В контексте микросервисов это означает, что клиент может отправить один и тот же запрос несколько раз, и конечный результат будет таким же, как если бы запрос был отправлен только один раз.

Например, представьте, что мы создаем систему для обработки платежей. Если клиент отправляет запрос на совершение платежа, но затем теряет соединение и повторно отправляет тот же запрос, система должна гарантировать, что платеж будет обработан только один раз. В противном случае мы рискуем "удвоить" платеж, что приведет к значительным финансовым потерям и недовольству клиентов.

Зачем нам идемпотентность в микросервисах?

Идемпотентность особенно важна для микросервисной архитектуры по нескольким причинам:

• Устойчивость к сбоям: Если один из сервисов не отвечает в течение определенного времени, клиент может повторить запрос.
• Упрощение обработки ошибок: Когда мы имеем дело с сетью, ошибки неизбежны. Идемпотентные операции позволяют нам обрабатывать повторные вызовы более предсказуемо.
• Гладкая интеграция: Разные микросервисы могут взаимодействовать друг с другом, производя сложные операции, и идемпотентность помогает обеспечить их надежность.

Паттерны реализации идемпотентности

Существует несколько паттернов, которые могут помочь обеспечить идемпотентность в ваших микросервисах. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

Использование уникального идентификатора

Одним из наиболее простых способов сделать операцию идемпотентной является использование уникального идентификатора для каждого запроса. Например, когда клиент отправляет запрос на создание нового ресурса, он может генерировать уникальный идентификатор (например, UUID) и включать его в запрос. На стороне сервера мы можем проверить, был ли уже обработан этот запрос.

Это можно реализовать с помощью простой таблицы в базе данных, которая будет хранить идентификаторы выполненных запросов. Если сервер получает запрос с идентификатором, который уже есть в базе, он просто игнорирует его и возвращает успешный ответ.

Пример таблицы для хранения уникальных идентификаторов

Идентификатор запроса	Статус
5eD9Afd3	Успешно	2023-10-01 12:00

Построение состояниях

Еще одним подходом является использование построения состояния. В этом случае мы сохраняем текущее состояние операции и можем уверенно повторить её в случае сбоя. Как только операция завершена, мы обновляем состояние.

Например, в случае транзакции, которая проходит несколько этапов, мы можем зафиксировать текущее состояние и, если потребуется, повторить только те шаги, которые ещё не были завершены, уверенно пропуская уже завершенные. Это особенно полезно в асинхронных системах.

Управление прокси-запросами

Паттерн управления прокси-запросами подразумевает использование промежуточного сервиса, который будет отслеживать отправленные запросы и их статус. Клиент отправляет запросы своему прокси, который учитывает их и отправляет на конечный сервис.

Таким образом, если клиент отправляет один и тот же запрос несколько раз, прокси просто возвращает закэшированный результат, если запрос был уже отправлен. Это отличное решение для систем, где обязательно сохранять идемпотентность, но без необходимости прямых модификаций на уровне конечного сервиса.

Паттерны потребления идемпотентных микросервисов

Теперь, когда мы разобрали паттерны реализации идемпотентности, стоит обсудить, как мы можем потреблять идемпотентные микросервисы.

Использование клиентских библиотек

Создание клиентских библиотек, которые автоматически обрабатывают повторные запросы — это отличное решение. Такие библиотеки могут управлять состоянием и отправлять уникальные идентификаторы для каждого запроса, гарантируя, что идемпотентность будет на уровне клиента.

Проверка статусов

Клиенты могут периодически проверять статусы операций, чтобы убедиться, что они были успешно выполнены. Это может быть особенно полезно в системах, где время ответа может быть неопределенно долгим.

Протоколы взаимодействия

Выбор протоколов взаимодействия также имеет значение. Например, RESTful API отлично подходит для идемпотентных запросов, так как они поддерживают HTTP методы, такие как PUT и DELETE, которые по умолчанию являются идемпотентными при правильном использовании.

Идемпотентность — это важный аспект разработки микросервисов, и понимание и применение паттернов для её реализации может существенно повысить надежность вашей системы. Мы обсудили различные методы достижения идемпотентности, такие как использование уникальных идентификаторов, построение состояний и управление прокси-запросами, а также рассмотрели, как потреблять такие микросервисы. Надеемся, что ознакомившись с этой статьей, вы сможете внедрить идемпотентность в свои проекты и улучшить их качество.

Основные преимущества использования идемпотентности в микросервисах включают повышение устойчивости к сбоям, упрощение обработки ошибок, а также позволение клиентам повторно отправлять запросы без риска изменения результата. Это ведет к более предсказуемому поведению системы и повышает общее удовлетворение пользователей.

Подробнее

ИДЕМПОТЕНТНОСТЬ МИКРОСЕРВИС	ПАТТЕРНЫ МИКРОСЕРВИСОВ	УНИКАЛЬНЫЕ ИДЕНТИФИКАТОРЫ	ПОСТРОЕНИЕ СОСТОЯНИЙ	ПРОКСИ-ЗАПРОСЫ
ОБРАБОТКА ОШИБОК	Стратегии РАЗРАБОТКИ	ПРИНЦИПЫ МИКРОСЕРВИСОВ	АССИНХРОННЫЕ ИНТЕРАКЦИИ	ПРОТОКОЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ